(57)【要約】【課題】簡易に評価を行うことできる無線通信装置およびその評価方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、無線通信装置は、ＡＤコンバータと、パケット検出部と、メモリバッファと、コントローラと、を備える。前記ＡＤコンバータは、受信した、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換する。前記パケット検出部は、前記デジタル信号からパケットを検出する。前記コントローラは、前記パケットが検出されると、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超広帯域無線通信に用いられる無線通信装置であって、
受信した、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、
前記デジタル信号からパケットを検出するパケット検出部と、
前記パケット検出部の検出結果に基づいて、前記パケットを含む前記デジタル信号を復調して復調信号を生成する復調部と、
メモリバッファと、
前記復調信号を前記メモリバッファの第１のバンクに書き込み、前記パケットが検出されると、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号を前記メモリバッファの第２のバンクに書き込むコントローラと、
前記無線通信信号におけるエラーを検出するエラー検出部と、
前記メモリバッファと、無線通信装置の外部との間でデータを送受信するホストインターフェース部と、を備え、
前記デジタル信号から第１のパケットが検出されている時に前記エラーが検出されると、前記コントローラは、
前記第１のパケットを含む前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込むが、
前記第１のパケットに引き続く第２のパケットが検出されても、この第２のパケットを含む前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込まず、
前記ＡＤコンバータのサンプリング周波数は、無線通信装置のＩ／Ｏバッファの動作周波数より高いことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
受信した、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、
前記デジタル信号からパケットを検出するパケット検出部と、
メモリバッファと、
前記パケットが検出されると、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込むコントローラと、を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記パケットが検出されない場合は、前記デジタル信号を前記メモリバッファの第１の領域に書き込み、
前記パケットが検出される場合は、前記デジタル信号を前記メモリバッファの第２の領域に書き込むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の領域は、少なくとも前記パケット検出部が前記パケットを検出するのに要する時間に相当する前記デジタル信号を記憶する容量を有することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記パケット検出部の検出結果に基づいて、前記パケットを含む前記デジタル信号を復調して復調信号を生成する復調部を備え、
前記コントローラは、
前記復調信号を前記メモリバッファの第１のバンクに書き込み、
前記パケットが検出されると、前記デジタル信号を前記メモリバッファの第２のバンクに書き込むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記無線通信信号におけるエラーを検出するエラー検出部を備え、
前記デジタル信号から第１のパケットが検出されている時に前記エラーが検出されると、前記コントローラは、
前記第１のパケットを含む前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込むが、
前記第１のパケットに引き続く第２のパケットが検出されても、この第２のパケットを含む前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込まないことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
超広帯域無線通信に用いられることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
ＡＤコンバータを用いて、受信した、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換するステップと、
前記デジタル信号からパケットを検出するステップと、
前記パケットが検出されると、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号をメモリバッファに書き込むステップと、
前記メモリバッファに書き込まれた前記デジタル信号を外部に出力するステップと、を備えることを特徴とする無線通信装置の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信装置およびその評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信装置用のＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）には、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Analog to Digital Converter）コンバータが搭載されることが多い。搭載されたＡＤコンバータの評価を行う１つの手法は、ＡＤコンバータの出力信号を直接無線通信装置のＩ／Ｏバッファを介して外部に出力してモニタすることである。
【０００３】
近年の無線通信装置では、ＡＤコンバータのサンプリングレートが１ＧＨｚ以上となることもある。一方で、ＬＳＩのＩ／Ｏバッファの動作速度は数百ＭＨｚ程度であり、ＡＤコンバータのサンプリングレートに比べるとかなり低い。そのため、ＡＤコンバータの出力信号を直接無線通信信号の外部に出力するのは困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３７９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
簡易に評価を行うことできる無線通信装置およびその評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、無線通信装置は、ＡＤコンバータと、パケット検出部と、メモリバッファと、コントローラと、を備える。前記ＡＤコンバータは、受信した、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換する。前記パケット検出部は、前記デジタル信号からパケットを検出する。前記コントローラは、前記パケットが検出されると、前記ＡＤコンバータから出力される前記デジタル信号を前記メモリバッファに書き込む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置１００の概略ブロック図。
【図２】無線通信信号およびパケット検出信号の概略を示す図。
【図３】ＡＤコンバータ１の評価を行う場合の無線通信装置１００の処理動作の一例を示す図。
【図４】無線通信信号およびパケット検出信号の概略を示す図。
【図５】第２の実施形態におけるメモリバッファ５の内部構成の一例を示す図。
【図６】無線通信装置１００の処理動作の一例を示す図。
【図７】第３の実施形態におけるメモリバッファ５の内部構成の一例を示す図。
【図８】第４の実施形態に係る無線通信装置１０１の概略ブロック図。
【図９】エラー検出信号とパケット検出信号との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信装置１００の概略ブロック図である。無線通信装置１００は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１と、パケット検出部２と、復調部３と、コントローラ４と、メモリバッファ５と、ホストインターフェース部６とを備えている。この無線通信装置１００は、例えば１つのＬＳＩに搭載され、無線通信信号の帯域幅が５００ＭＨｚである超広帯域無線通信（Ultra Wide Band, UWB）に用いられる。
【００１０】
ＡＤコンバータ１は、アンテナで受信された、アナログ信号である無線通信信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号は、パケット検出部２、復調部３およびコントローラ４に供給される。ＡＤコンバータ１は、帯域幅５００ＭＨｚの無線通信信号を、サンプリング定理からその２倍（あるいはそれ以上）の１ＧＨｚのサンプリングレートでサンプリングする必要がある。このようにＡＤコンバータ１のサンプリングレートは高い。
【００１１】
パケット検出部２はデジタル信号に変換された無線通信信号から無線通信用のパケットを検出し、パケットの有無を示すパケット検出信号を生成する。パケット検出信号は復調部３およびコントローラ４に供給される。
【００１２】
図２は、無線通信信号およびパケット検出信号の概略を示す図である。同図では、無線通信信号がいわゆるＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式に準拠した信号である例を示す。この方式の無線通信信号ではパケット１１が不連続に送信される。よって、無線通信信号は、パケット１１以外の、復調する必要がない部分も含んでいる。そして、例えばパケット１１のヘッダ１１ａには既知信号が含まれている。パケット検出部２はこの既知信号に基づいてパケット１１を検出する。そして、パケット検出部２は、パケット１１が存在しない場合はパケット検出信号をロウ（無効）に設定し、パケット１１が存在する場合はパケット検出信号をハイ（有効）に設定する。パケット１１の長さはパケット毎に予め定められているので、この長さに相当する時間が経過すると、パケット検出部２はパケット検出信号をロウに設定する。
【００１３】
図１に戻り、復調部３は、パケット検出信号に基づいて、物理層やＭＡＣ（Media Access Control address）層等の信号処理により、ＡＤコンバータ１から出力される無線通信信号を復調して所望のデータを抽出し、復調信号を生成する。復調信号は、後述するコントローラ４およびメモリバッファ５を介して、ホストインターフェース部６に供給される。
【００１４】
ホストインターフェース部６は、外部のプロセッサ等のホストとのインターフェースであり、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース、ＳＤＩＯ（Secure Digital Input/Output）インターフェース、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）インターフェースである。
【００１５】
復調部３は、無線通信の受信速度に応じて、復調信号を生成する。これに対し、ホストインターフェース部６は復調信号をホストへと転送するための処理遅延（レイテンシ）が存在する。処理遅延はホストの性能やインターフェース部６の性能に左右される。よって、復調部３が復調信号を生成するタイミングと、インターフェース部６が復調信号を転送するタイミングには時間差が生じる。
【００１６】
そのため、この時間差を吸収するために、無線通信装置１００内に、復調部３から出力される復調信号を一時的に記憶するメモリバッファ５と、そのコントローラ４とが設けられる。時間差を十分に吸収できるよう、メモリバッファ５の容量を大きくしておく。
【００１７】
さらに、本実施形態の特徴の１つとして、コントローラ４はＡＤコンバータ１が出力するデジタル信号を直接メモリバッファ５に書き込むこともできる。
【００１８】
すなわち、図１に示すように、コントローラ４には、復調部３からの復調信号に加え、ＡＤコンバータ１からのデジタル信号が入力される。そして、パケット検出部２により生成されるパケット検出信号がコントローラ４の制御信号として入力される。無線通信装置１００が通常の復調処理を行う場合、コントローラ４は復調信号をメモリバッファ４に書き込む。一方、ＡＤコンバータ１の評価を行う場合、コントローラ４は、パケット検出信号がロウである場合はデジタル信号をメモリバッファ５に書き込まないが、パケット検出信号がハイになると同時にデジタル信号をメモリバッファ５に書き込む。
【００１９】
ＡＤコンバータ１の評価を行う際に、パケット検出を行うため、パケットが存在する必要なデジタル信号のみを容量が限られたメモリバッファ５に効率よく格納できる。
【００２０】
通常の復調処理を行うかＡＤコンバータ１の評価を行うかは、例えば外部からレジスタを設定することで切り替えることができる。すなわち、コントローラ４は、このレジスタの設定値に応じて、復調信号を選択するかデジタル信号を選択するかを切り替えるスイッチを有する。コントローラ４内に、復調信号およびデジタル信号のビット数に応じた数のスイッチが必要になるが、スイッチは簡易な回路で構成できるため、それほど回路規模が大きくなることはない。
【００２１】
メモリバッファ５に書き込まれたデジタル信号は、ホストインターフェース部６から外部に出力することができる。このようにして、ＡＤコンバータ１が出力するデジタル信号を外部で直接モニタすることが可能になる。
【００２２】
図３は、ＡＤコンバータ１の評価を行う場合の無線通信装置１００の処理動作の一例を示す図である。
【００２３】
予めメモリバッファ５のアドレスＡＤＲを０に初期化しておく（ステップＳ１）。そして、ＡＤコンバータ１はアンテナで受信されたアナログ信号である無線通信信号に対してＡ−Ｄ変換を行い、デジタル信号を生成する（ステップＳ２）。次に、パケット検出部２はデジタル信号からパケットを検出し、パケット検出信号を生成する（ステップＳ３）。そして、コントローラ４は、パケット検出信号に基づいて、受信された無線通信信号にパケットが存在するか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００２４】
パケットが存在しない場合、すなわち、パケット検出信号がロウである場合（ステップＳ４のＮＯ）、コントローラ４はデジタル信号をメモリバッファ５には書き込まず、パケットが検出されるまで無線通信信号の受信を続ける。
【００２５】
一方、パケットが存在する場合、すなわち、パケット検出信号がハイである場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、コントローラ４はＡＤコンバータ１が出力するデジタル信号をメモリバッファ５のアドレスＡＤＲに書き込む（ステップＳ５）。そして、アドレスＡＤＲを１ずつインクリメントしながら（ステップＳ６）、無線通信信号を所定期間受信するまで（ステップＳ７）、上記の処理動作を繰り返す。
【００２６】
この所定期間は、例えばパケット１つ分の期間であってもよいし、メモリバッファ５に書き込まれるデータが溢れないように所定期間を定めてもよい。また、アドレスＡＤＲがメモリバッファ５のアドレスを超えた時点でメモリバッファ５への書き込みを停止してもよいし、アドレスＡＤＲを０にリセットして既にデジタル信号が書き込まれたアドレスに上書きしてもよい。
【００２７】
その後、ホストインターフェース部６はメモリバッファ５に書き込まれたデータを外部に出力する（ステップＳ８）。出力されたデータに基づいて、ＡＤコンバータ１や、無線通信装置の入力からＡＤコンバータ１に至るまでのモジュール基盤特性の評価を行うことができる。
【００２８】
このように、第１の実施形態では、パケットが存在する場合に、ＡＤコンバータ１から出力されるデジタル信号を直接メモリバッファ５に書き込むことで保存が可能となる。そのため、ＡＤコンバータ１のサンプリングレートよりＩ／Ｏバッファの動作周波数が低い場合でも、パケットが存在する場合のＡＤコンバータ１出力信号を無線通信装置１００の外部に効率よく出力でき、ＡＤコンバータ１を簡易に評価できる。
【００２９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態で説明した図２では、無線通信信号中にパケット１１が存在すると、パケット検出部２がすぐにパケット検出信号をハイに設定できる例を示している。しかしながら、図４に示すように、無線通信信号にパケット１１が存在しても、パケット１１の検出に時間を要することもある。この場合、パケット１１が開始する時刻ｔ１からパケット検出に要する時間ｄＴが経過した時刻ｔ２で、パケット検出信号がハイに設定される。第１の実施形態の手法では、パケット１１のうち時刻ｔ２からパケットが終了する時刻ｔ３の間のデジタル信号しかメモリバッファ５に書き込まれず、時刻ｔ１〜ｔ２についてはＡＤコンバータ１の出力信号を解析するのが困難となる。
【００３０】
そこで、以下に説明する第２の実施形態は、パケットが検出されない場合でも、常に一定量のデジタル信号をメモリバッファ５の所定領域に書き込んでおくものである。
【００３１】
図５は、第２の実施形態におけるメモリバッファ５の内部構成の一例を示す図である。メモリバッファ５は、ｎ個（０〜（ｎ−１））のアドレスを有する。そして、アドレス０〜（ｋ−１）をパケットが検出されない場合の書き込み用の領域（第１の領域）とし、アドレスｋ〜（ｎ−１）をパケットが検出された場合の書き込み用の領域（第２の領域）とする。アドレス０〜（ｋ−１）には、少なくとも図４の時間ｄＴに相当するデジタル信号を書き込むことができる。また、アドレスｋ〜（ｎ−１）には少なくとも図４の時刻ｔ２〜ｔ３に相当するデジタル信号を書き込むことができる。
【００３２】
図６は、無線通信装置１００の処理動作の一例を示す図である。以下、図３との相違点を中心に説明する。
【００３３】
まず、パケットが検出されない場合の書き込み用アドレスＡＤＲ１を０に、パケットが検出される場合の書き込み用にアドレスＡＤＲ２をｋに初期化しておく（ステップＳ１’）。
【００３４】
無線通信信号のＡ−Ｄ変換（ステップＳ２）およびパケットの検出（ステップＳ３）を行った結果、パケットが検出されない場合（ステップＳ４’のＮＯ）、コントローラ４はＡＤコンバータ１から出力されるデジタル信号をメモリバッファ５のアドレスＡＤＲ１に書き込む（ステップＳ１１）。そして、アドレスＡＤＲ１を１だけインクリメントする（ステップＳ１２）。その結果、アドレスＡＤＲ１が、パケットが検出されない場合の書き込み用アドレス（ｋ−１）を超えてアドレスｋに達した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、アドレスＡＤＲ１を０にリセットする（ステップＳ１’）。これにより、古いデジタル信号に新しいデジタル信号が上書きされる。
【００３５】
このような処理により、パケットが検出されない場合でも、少なくとも図４の時間ｄＴに相当するデジタル信号がアドレス０〜（ｋ−１）に書き込まれる。
【００３６】
その後、パケットが検出されると（ステップＳ４’のＹＥＳ）、コントローラ４はＡＤコンバータ１から出力されるデジタル信号をメモリバッファ５のアドレスＡＤＲ２に書き込む（ステップＳ１４）。以降、アドレスＡＤＲ２を１ずつインクリメントしながら、アドレスｋ〜（ｎ−１）にパケットが検出される場合のデジタル信号を所定期間書き込む（ステップＳ１５，Ｓ１６）。アドレスＡＤＲ２はリセットされないため、パケットが存在する場合のデジタル信号は上書きされない。
【００３７】
そして、ホストインターフェース部６はメモリバッファ５に書き込まれたデータを外部に出力する（ステップＳ８）。より具体的には、メモリバッファ５のアドレス０〜（ｋ−１）から図４の時刻ｔ１〜ｔ２に相当するデジタル信号が、アドレスｋ〜（ｎ−１）から図４の時刻ｔ２〜ｔ３に相当するデジタル信号が得られる。アドレス０〜（ｋ−１）のうちのどこに時刻ｔ１〜ｔ２に相当するデジタル信号が書き込まれているのかは、例えば図６のステップＳ１１で最後に書き込みが行われたアドレスＡＤＲ１に基づいて判別できる。
【００３８】
このように、第２の実施形態では、パケットが検出されない場合でも、一定量のデジタル信号をメモリバッファ５に書き込む。そのため、パケットの検出に時間を要する場合でも、パケットが存在するＡＤコンバータ１出力信号の全体を無線通信装置１００の外部に出力でき、ＡＤコンバータ１を評価できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
以下に説明する第３の実施形態は、メモリバッファ５を複数のメモリバンクで構成する例を示す。
【００４０】
図７は、第３の実施形態におけるメモリバッファ５の内部構成の一例を示す図である。メモリバッファ５は、複数のメモリバンク（ＢＡＮＫ）５１〜５ｎを有する。例えば、各メモリバンクの容量は４ｋＢｙｔｅであり、その数は１６個（ｎ＝１６）である。
【００４１】
上述したように、メモリバッファ５の容量は、復調部３とホストインターフェース部との時間差を吸収できるよう、十分大きく設計される。そのため、復調処理を行っている間でも、メモリバッファ５の一部のメモリバンクにのみ復調信号が書き込まれることも多い。そこで、メモリバッファ５を複数のメモリバンク５１〜５ｎから構成し、その一部のメモリバンクを復調処理に用い、一部のメモリバンクをＡＤコンバータ１の評価に用いる。また、複数のメモリバンク５１〜５ｎの一部をホストインターフェース部６を介してホストから入力されるデータを書き込むために用いてもよい。
【００４２】
どのメモリバンクを復調処理に用い、どのメモリバンクをＡＤコンバータ１の評価に用いるかは、予め定めておいてもよいし、外部からレジスタ設定により可変できるようにしてもよい。
【００４３】
本実施形態では、コントローラ４は、パケット検出信号の値に関わらず、復調部３からの復調信号を復調処理用のメモリバンク（第１のバンク）に書き込む。
【００４４】
また、第１の実施形態と同様に、コントローラ４は、パケット検出信号がハイになると同時に、ＡＤコンバータ１からのデジタル信号を、復調処理に用いられないメモリバンク、すなわち、ＡＤコンバータ１評価用のメモリバンク（第２のバンク）に書き込む。あるいは、第２の実施形態で説明したのと同様に、コントローラ４は、パケットが検出されない場合のデジタル信号をＡＤコンバータ１評価用のメモリバンクの一部に書き込み、パケットが検出される場合のデジタル信号をＡＤコンバータ１評価用のメモリバンクの他の一部に書き込んでもよい。
【００４５】
このように、第３の実施形態では、メモリバッファ５が復調処理用のメモリバンクおよびＡＤコンバータ１評価用のメモリバンクを有するため、復調処理とＡＤコンバータ１の評価とを同時に行うことができる。
【００４６】
（第４の実施形態）
以下に説明する第４の実施形態は、無線通信装置がさらにエラー検出部を備えるものである。
【００４７】
図８は、第４の実施形態に係る無線通信装置１０１の概略ブロック図である。図８では、図１と共通する構成部分には同一の符号を付しており、以下では相違点を中心に説明する。
【００４８】
無線通信では、白色ノイズや無線伝搬環境により、無線通信信号の品質が劣化することがある。この劣化を検出するために、無線通信装置１０１はエラー検出部７を有する。エラー検出部７は、復調信号に基づいてＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等を行い、受信された無線通信信号にエラーがあるか否かを検出して、エラー検出信号を生成する。本実施形態ではエラー検出信号はパケット検出部２に供給される。
【００４９】
パケット検出部２は、パケットの有無に加え、エラーの有無も考慮してパケット検出信号を生成する。より具体的には、パケット検出部２は、エラーが検出されると、次のパケットが検出されてもパケット検出信号をハイに設定しない。
【００５０】
図９は、エラー検出信号とパケット検出信号との関係を示す図である。パケット検出部２が時刻ｔ１１でパケット１１１（第１のパケット）を検出すると、時刻ｔ１１（または図４に示す時間ｄＴ経過後）に、パケット検出信号をハイに設定する。パケット１１１が検出されている時刻ｔ１２でエラー検出部７がエラーを検出すると、時刻ｔ１３で引き続くパケット１１２（第２のパケット）が検出されても、パケット検出部２はパケット検出信号をハイに設定しない。
【００５１】
そして、無線通信装置１０１は上述した第１〜第３の実施形態と同様の処理動作を行う。図９に示したように、無線通信信号にエラーが検出されると、次のパケットが検出されてもパケット検出信号はロウに設定される。そのため、いずれの処理動作においても、エラーが検出された図９のパケット１１１を含むデジタル信号がメモリバッファ５に書き込まれた後に、引き続くパケット１１２を含むデジタル信号が上書きされることはない。
【００５２】
このように、第４の実施形態では、無線通信信号にエラーが検出されると、エラーが検出されたパケットを含むデジタル信号をメモリバッファ５に書き込み、その後のパケットを含むデジタル信号をメモリバッファ５に書き込まない。よって、エラーがある場合のパケットを確実に無線通信装置の外部に取り出すことができる。
【００５３】
なお、上述した各実施形態では、無線通信信号がＣＳＭＡ方式に準拠した信号である例を示したが、他の方式の信号であってもよい。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＡＤコンバータ
２  パケット検出部
３  復調部
４  コントローラ
５  メモリバッファ
５１〜５ｎ  メモリバンク
６  ホストインターフェース部
７  エラー検出部
１１，１１１，１１２  パケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013198108.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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